JPS6111669B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、飛行機の歯車箱の内部の油が大気に
漏れることを阻止するために、歯車箱の中におい
て使用する装置に関するものである。

飛行機の運転の間には、歯車箱の内部に圧力の
形成されることがある。若しも、これらの圧力が
過剰に形成されるならば、圧力は歯車箱の種々の
部材の正常の作動を防害する。それ故、通常、歯
車箱から内部の圧力を解法するために、排気口が
設けられている。

本発明の主な目的は、歯車箱の内部の中の空気
から油を分離し、これによつて、油を含まない空
気が大気に排気され、歯車箱からの油の損失及び
大気の汚染を防止することができるようにするた
めに、歯車箱の中において使用するための独特な
分離装置を得ることにある。

更に詳細な目的は、歯車箱の中の歯車の一つの
回転によつて生成される遠心力を、第一、第二及
び第三段階の一連の分離過程を経て空気と油とを
分離するために利用し、各連続する段階が、空気
からより小さい油の粒子を分離する傾向となるよ
うにさせることにある。

なお他の目的は、歯車の回転軸に向かう放射方
向内方への空気と油との混合流れとして生ずる第
一段階及び第二段階の分離過程を有する分離装置
を構成することにある。

本発明はまた、独特のスリーブと連結された多
数のほぼ放射方向の通過を含み、スリーブが少な
くとも１個の通路を他の通路から分離し、これに
よつて、この分離された通路が空気から集められ
た油に対する出口を与えるように、新規な構造の
分離装置に関するものである。

本発明のその他の新規な特徴は、分離装置の第
一段階としての羽根車を設けたこと及び歯車の上
への羽根車の取付けにある。

以下、本発明をその実施例を示す添付図面に基
づいて説明する。

図に示すように、本発明は、飛行機の歯車箱の
中に独特な空気と油との分離装置１０を設け、こ
れによつて、油を含んでいない空気が歯車箱から
排出され、大気の中にもどされ、歯車箱から油の
失われること及び大気の汚染されることの両方を
防止するようにすることを、意図しているもので
ある。本発明は、歯車箱と機関との間に空気を緩
衝するラビリンスシール（図示されていない）が
設けられているタービン機関によつて駆動される
ような歯車箱に使用するのに、特に適しているも
のである。このようなシールは、漏れ止めの目的
及び潤滑の目的の両方のために、機関からの空気
の可成りの流れを歯車箱の内部の中に排気するよ
うに特別に設計されている。その結果、歯車箱ハ
ウジング１１の内部に背圧の形成されることを防
止するために、歯車箱ハウジング１１からの排気
口１３を設けることが必要である。この背圧は、
無論、空気緩衝ラビリンスシールの期待される作
動を防害する。

空気が歯車箱ハウジング１１を通つて流れる時
に、ある量の油が空気に伴われ、空気がハウジン
グ１１から排気される前に、この油が空気から分
離されることが望ましい。空気から油を分離する
ために、分離装置１０は、より軽い空気から、よ
り重い油を分離するために遠心力を利用した形式
のものである。ここで、分離装置１０は、歯車１
４の１側上に取付られており（第２図参照）、ま
た、歯車１４は、中央ハブ１８を含み、その対向
する側部から放射方向に延びている軸１５を一体
に形成されている。軸１５は、ハウジング１１の
内部の１部分を区別している室２３の内部に、軸
受１６及び１７によつて、適当に支持されてい
る。クリツプリング１９がハウジング１１内のみ
ぞの中に置かれ、保持カラー２０に接している
が、カラー２０自体は、歯車１４が第２図で見て
左方に軸方向に動くことを阻止するように、軸受
１６の外輪部材に係合している。歯車１４への動
力は、軸１５のスプラインを設けられた端部２１
を介して与えられるが、軸１５は飛行機の機関
（図示されていない）に、駆動的に連結されるこ
とができる。

飛行機の機関が運転中であつて、歯車１４を駆
動している時には、大気圧以上の圧力が室２３の
内部に形成され、また、歯車箱内部において高速
度回転する歯車のために、油が室２３内の空気に
乗せられる。前記のように、背圧が室２３の内部
において、空気緩衝ラビリンスシールの効果が害
される程度にまで形成することを阻止するため
に、本発明は、空気から油を分離するために、少
なくとも第一段階及び第二段階を含むように分離
装置１０を構成することを、考えているものであ
る。更に詳細には、室２３から空気を排気するた
めに、排気口１３と連通している吐出室２４へ空
気を向けるように、通路が軸１５を貫通して横方
向と軸方向との両方に設けられている。分離過程
の一つの段階においては、横方向又はほぼ放射方
向の通路２５が軸１５を貫いて設けられ、これら
の通路２５は軸１５を部分的に貫いて軸方向に延
びている内孔２６と交差している。内孔２６は室
２４と連通しており、また、一つの部材２７が内
孔２６の内部に設けられていて、油が内孔２６の
側部に沿つて排出室２４の中へ流れることを阻止
している。一つの追加の通路２９が、ほぼ放射方
向に、横方向に軸１５を貫いて延びているが、こ
れは内孔２６の内部に集められた油を、分離され
た油が吐出室２４から離れ、室２３へもどされる
ように向けるように、受け入れるために特殊に位
置決めされた入口３０を含んでいる。このように
して、油の無い空気が歯車箱ハウジング１１から
排気され、これによつて、ハウジング１１からの
油の損失及び大気の汚染を防止する。

本実施例においては、分離過程の一つの段階
が、３個の間隔を置かれた入口通路２５によつて
独特に形成されるが、これらの通路２５は、軸１
５を貫いて横方向に形成されている。ここで、機
械加工を容易とさせるために、通路２５は、内孔
２６から外方に放射方向に進むにつれ、歯車１４
から離れるように傾斜されている。第４図に示さ
れるように、入口通路２５の内の２個は相互に直
径方向に置かれ、一方、他の入口通路２５は、出
口通路２９の直径方向に置かれている。

第３図に示されるように、通路２５の放射方向
内端部は内孔２６と連通するが、内孔２６は、こ
こでは、軸１５に対して軸方向に延びている。軸
１５が回転し、室２３の内部に圧力が形成される
時は、空気と油との混合物が、排気口１３の外部
のより低圧の空気の方に流れ始める。更に詳細に
は、空気と油との混合物は、排気口１３を出る前
に、通路２５、軸方向の内孔２６を経て吐出室２
４の中に流れる。分離過程の一つの段階において
は、空気の油の質量が質量よりもより大きいため
に、油は内方へ急速に流れることに、空気よりも
より大きい度合いで抵抗し、ある量の油は通路２
５の側壁の上に集まり、室２３の中へ投げもどさ
れる。分離過程の追加の段階においては、空気に
よつて内孔２６の中へ運ばれた油は、回転する軸
１５によつて、空気が吐出室２４の方に軸方向に
流れる時に、放射方向外方に内孔２６の側部の方
に投げられる。このようにして、油は内孔２６の
側壁に沿つて集まる。室２４の中への内孔２６の
出口に隣接して部材２７が内孔２６の直径に制限
を与えており、これによつて、歯車１４の回転軸
１５にほぼ沿つて流れる空気だけが室２４に入る
ことを許されるようにするが、この空気は、実際
に油を含んでいない。

吐出室２４から、適当な通路（図示されていな
い）が排気口１３と連通しており、これによつ
て、室２４内の空気が排気口１３から大気へ流れ
ることができるようにする。空気が内部室２３の
中にもどるように流れることを阻止するために、
シール３１が吐出室２４に隣接して、軸１５とハ
ウジング１１との間に置かれている。このように
して、実際に吐出室２４に入る空気のすべてが、
ハウジング１１の外部に向けられる。

実質的に空気だけが吐出室２４の中に入ること
を確実にするために、内孔２６の壁に沿つて室２
４の中へ油の流れることを阻止するための簡単化
された制限手段の一つの形式が、第３図にコツプ
状の部材２７として示されている。ここで、コツ
プ状の部材２７は、内孔２６の軸と同心で且つ内
孔２６の直径よりも実質的により小さい直径を有
している中央開口３３を含んでいる。この構造の
結果として、内孔２６の内部に、開口３３の放射
方向外方に空気が設けられ、遠心分離された油
が、内部室２３の中へもどるように排出される前
に、この空気の内部に集まる。内孔２６の側壁に
沿つて集められた油が内部室２３の中へ流れても
どることを確実にするために、通路２９の入口３
０は、開口３３から放射方向外方に間隔を置かれ
ることが有利である。この配置のために、過剰の
量の油が内孔２６の内部に、開口３３を経て吐出
室２４の中へ流れることのできる点まで集まるこ
とを阻止される。

ここまでに説明された分離装置の作動を要約す
ると、分離過程の一つの段階においては、油と空
気との混合物が入口通路２５の中に押し進められ
るが、この通路２５において、より重い油が内部
室２３の中にもどるように投げ出されることがで
きる。それから、結果として生じた細かい油と空
気との混合物は、内孔２６に沿つて軸方向に流
れ、分離過程の他の段階が生じ、油の細かい粒子
は外方に投げ出され、内孔２６の内壁に沿つて集
まり、一方、より軽い空気は吐出室２４の中に軸
方向に、コツプ状の部材２７の中の開口３３を経
て軸方向に流れる。それから内孔に集められた油
は、出口通路２９への入口３０を経てその通路２
９に入り、ついに、内部室２３の中にもどるよう
に吐出する。

空気と油との分離過程の最後の段階への補助と
して、新規なスリーブ３４が内孔２６の内端部の
中へはまり込まされており、また、このスリーブ
３４は３個の軸方向に間隔を置かれた穴３５を含
んでおり、これらの穴３５は、入口通路２５と整
列しており、これらの通路２５とスリーブ３４と
の間に連通を与えている。その上、細長い偏平部
分３６がスリーブ３４の外側上に、穴３５の一つ
の直径方向に形成されており、これによつて、穴
３５が通路２５と整列された時に、偏平部３６が
通路２９の入口３０と一致するようにする。偏平
部３６は、軸方向に延びていて、スリーブ３４
と、開口３３の放射方向外方に置かれた空間との
間に連通を与える。このようにして、内孔２６内
に集められた油は、偏平部３６によつて形成され
た通路に沿つて出口通路２９まで自由に流れる。

更に詳細には、第３図に示されるように、内孔
２６は直径を減少された内端部分３７を含み、ス
リーブ３４がこの直径の減少された部分内に入れ
子式に受け入れられている。スリーブ３４の中央
開口は、その直径が内孔２６の外端部分の直径よ
りも実質的により小さく、スリーブ３４は内孔２
６の内端部から、内孔２６の長さのほぼ半分だけ
延びており、これによつて、内孔２６の実質的な
長さを延びている直径を減少された通路３９を与
えるようにしてある。直径を減少された通路３９
の中に存在する油と空気との混合体は、より大き
い直径の内孔２６に入ると、回転する軸１５によ
つて更に遠心力を加えられる。

本発明の他の重要な特徴によると、非常に高い
歯車の運転速度に対して、分離過程の最初の段階
が、歯車１４の１側に入口通路２５及び出口通路
２９に隣接して取付けられた羽根車４０によつて
与えられる。羽根車４０は、油と空気との早期の
段階の分離を与えるので有利であり、歯車箱内の
油が回転する歯車によつてかき回わされてあわ状
となつている時に、高速度において特に有効であ
る。

羽根車４０の一つの形式が第４図に示されてい
るが、これは環状の基板４３からほぼ軸方向に縁
に沿つて延びている多数の放射方向に延びている
羽根４１を含んでいる。羽根車４０が、例えば、
リベツト４４によつて歯車１４の上に取付けられ
た時に（第３図参照）、羽根車４０の中の中央開
口４５は歯車軸１５の上に入れ子式にはめられ
る。ここで、中央開口４５は直径が羽根車４０に
隣接する軸１５の直径よりもより大きく、これに
よつて、羽根車の羽根４１の内端部の内方に、軸
１５を包囲している比較的にせまい空間４６を与
えるようにする。軸１５が第４図に矢印４２によ
つて示されるように、反時計方向に回転される時
は、各羽根４１の先頭側に沿つて高圧が形成し、
各羽根の後縁に沿つて低圧が形成される。その結
果、油と空気とは、各羽根の先頭側に沿つて内方
に、羽根の放射方向内端部と軸１５の放射方向外
表面との間の空間４６の方に引かれる。油の大部
分は、より重いので、空気から分離し、羽根の低
圧側に沿つて放射方向外方に流れ、一方、残つて
いる油と空気との混合物の他の部分は、入口通路
２５の中に引かれる。

分離装置１０の分離過程の二つの最終段階の過
負荷を避けるために、ある量の油が、油切り４７
の使用によつて通路２９の中に入ることを阻止さ
れる。この油切り４７は、軸受１７と、歯車１４
のハブ１８との間にはさまれたフランジを有する
カラーから成立つている。この構造のために、油
切り４７の放射面を、その上に集まる油を通路２
５から離れるように投げるように利用することに
よつて、羽根車４０に沿い且つ潤滑のために軸受
１７の方に流れる油の実質的な量が、空間４６及
び通路２５の中に入ることを阻止される。更に油
切り４７のフランジの放射方向に外方の縁を羽根
車４０の羽根４１の内端部のわずかに内方に間隔
を置くことによつて生じたすきまは、空間４６内
に集められたある量の油に対して、分離装置１０
から外に流れるための通路を与える。

前述のことから、本発明は、飛行機の高速度の
歯車箱において、空気から油を有効に分離して歯
車箱ハウジング１１の内部から排気されるように
するために特に適してい新規な、改良された多段
分離装置１０を提供することが分かる。この目的
のために、分離過程の第一段階は、歯車１４の一
つの面上に取付けられて空気から油のより大きい
粒子の分離を行なう羽根車４０を含んでいる。分
離過程の第二段階は、スリーブ３４の中央通路３
９の中に開口している３個の間隔を置かれた通路
２５を含み、軸１５が回転する時に、より軽い空
気が軸１５の中央に向つて動き、一方、より重い
油が、通路２５内に外方に且つ環状空間４６の中
にもどるように投げられる。通路３９の外端部に
到達すると、油は分離過程の最終段階において空
気から更に分離され、油を内孔２６の中において
コツプ状の部材２７の開口３３の放射方向外方に
集める。この空間から、集められた油は、偏平部
３６と内孔２６の直径を減少された内端部分３７
との間を、排気通路２９の開口３０を通り、最後
に、環状空間４６の中に流れる。開口３３を経て
排気された油を含まない空気は、吐出室２４入
り、最後に、吐出室２４から流れ、大気の中に排
出される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を取付けられた飛行
機の歯車箱の一部を示す図、第２図は第１図の２
−２線による拡大横断面図、第３図は第２図の３
−３線による拡大横断面図、第４図は第３図の４
−４線による断面図である。 １０……分離装置；１１……ハウジング；１３
……排気口；１４……歯車；１５……軸；２３…
…室；２４……吐出室；２５，２９……通路；２
６……内孔；２７……コツプ状部材；３０……入
口；３３……中央開口；３４……スリーブ；４０
……羽根車；４１……羽根；４５……中央開口；
４６……空間；４７……油切り。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 飛行機の歯車箱ハウジングにおいて、ハウジ
   ングの内部において軸承された軸と、前記軸の上
   に取付けられた歯車と、前記軸及び前記歯車と協
   同され且つ前記歯車の上に取付けられた羽根車を
   含んでいる多段遠心分離機と、前記軸の中に形成
   されたほぼ放射方向の入口通路と、前記入口通路
   の内端部に連通している前記軸の中の内孔と、前
   記内孔と連通し且つ前記ハウジングの内部との連
   通を封じられている吐出室と、前記内孔から前記
   吐出室の中への壁に沿う油の流れを制限する部材
   と、内孔内に集められた油を受け取り油をハウジ
   ングの内部の中にもどすように前記内孔を連通し
   ている出口通路とから成立つていることを特徴と
   する飛行機の歯車箱用空気及び油の分離装置。 ２ 前記羽根車が予定された直径の中央開口を含
   むと共に前記軸の上に前記軸の回転中心と同軸に
   はまり込まされており、また、多数の前記入口通
   路が相互に間隔を置かれると共にその入口開口を
   前記羽根車開口の放射方向内方に間隔を置かれる
   ようにした特許請求の範囲第１項記載の分離装
   置。 ３ 集められた油が前記吐出室の中へ流れること
   を阻止している前記部材が、直径が前記内孔の前
   記より大きい部分の直径よりもより小さい中央開
   口を有する部材から成立つている特許請求の範囲
   第１項記載の分離装置。 ４ 過剰の量の油が前記通路の中に入ることを阻
   止するように前記入口通路に隣接して前記軸の上
   に取付けられた油切りを含んでいる特許請求の範
   囲第１項記載の分離装置。